【CM090】滤油器支架模具设计[3套][B][FY]
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【CM090】滤油器支架模具设计[3套][B][FY],cm090,滤油器,支架,模具设计,fy
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1 s an to of it is to a of A be as a of In is an It a is of A is in it a of It is it be to a of A is an or of by an is a of a be to a of is it is a A * , , * A A a of It of In a is on a a of by * of of of in 2 MS is in of is a of a in of * * of of be a is a to is up as of MS in is of it is in is by as is of MS as MS to of or in at in MS is by MS is is as is to of 1 in 4 a it 3 to MS a of As it as an of 960s 970s. of in 970s 980s, a of in of 2 In At of of At of NC of in of a in a of of at a of in a to be is a it to of in be to or as in or at MS NC is of is to to to or in a of 4 * a of of of * * to to if n * 1) of as be it or so of in MS on in be MS to a In in be a be as a In a or in is of or a of of at be as (2) he MS a of * of he MS is in MS MS 5 it to in is no to MS to of in of so be or be by an MS an be by on to a to a on a so is so to as as A of GV a of MS A a at to to or to of at A an of in S/RS as as an of of in be of of in of NC MS on NC of to a a “of is of is of is in of a is to a of 6 （ 3） he in MS is as a of in it it in 7 柔性制造 正如对制造系统和先进的制造技术后来的讨论，介绍制造业系统术语的定义是十分有用的。制造业系统的定义是一系列把原料转换成较有用的形式，最后完成产品的，能够使制造过程增值的系统。 在现代制造业的框架中，柔性是一个重要的特性。这意味一个制造系统是通用的和广泛适应的 , 同时也有较高的生产能力。一个柔性的制造系统是通用的，它能生产多种零件。它具有适应性是因为它可以被很快地调整，生产完全不同的零件。 一个柔性制造系统是一部单独的或成组的，有自动化材料处理系统服侍的，被计算机控制的，具有工具处理能力的 机器。 因 为有工具处理能力和被计算机控制，这个系统可以被不断地调整，制造广泛和多样的零件。这是它为什么叫做柔性制造业系统的原因。 一个 型地包括 : *比如有处理仪器 ， 机器工具 ,集会安置 ,和机械手 *比如有材料处理设备， 机械手，运送装置和 动化信息处理系统 ) *一个信息传输系统 *一个计算机控制系统 柔性制造是制造业向完全整合的目标迈进的一个重要的阶段。它包括自动化制造程序的整合。在柔性制造过程中，自动化的制造机构和自动化材料处理系统经由一个计算机网络被即时的沟通。这是在一个较小规模上的整合 。 柔性制造对几个自动化制造概念的整合是实现完全整合的目标过程中所采取的一个重要的步骤： *计算机对机器设备分别的数字控制 (*制造系统的分布式数字控制 (*自动化材料处理系统 *成组技术 (零件的系列 ) 当这些自动化程序，机器和观念被引入一个整合的系统中的时候， 完成了。人和计算机在 角色。 人类的劳动量当然要比用手工操作的制造系统少。然而 ,人类仍然在 类的工作包括下列各项 : *仪器故障修理，维护和修理 *更换和调整工 具 *载入和卸载系统 *数据输入 *部分计划的变更 8 *计划的发展 柔性制造系统设备，像所有的制造业的设备一样，一定会出现出错，故障 ,和崩溃。当一个问题被发现的时候 ,修理它的人必须找出问题的来源，并提出纠正的方案。人也承担着采取正确的措施修理那发生故障设备的任务。即使当所有的系统正在正常地工作 ,周期的维护也是必需的。 人类的操作员有必要完成安装机器 ， 变换工具 ,重装系统的工作 。 载入和卸载 但原材料被装入自动化的材料处理系统 ,它将被系统以规定的方式移动。 然而， 最初是由人类的操作员把原材料装入和把产品卸下材料处理系统的。 人也需要和计算机互动。人经由计算机控制 必须改变它的程序。人在 全面的系统是被 如同包括数据收集， 系统监视，工具控制和信息交换控制等其他功能一样，自动化的材料处理系统也是由计算机控制的。人机交互作用是 柔性制造在 十九世纪六十年代中期出现在英国 它发展而 ,因为自动化，整合和计算机控制技术仍未发展到可以完全的支持系统的阶段，所以从刚一着手开始，它的命运就已被注定。第一个 样，它最后就像难以实现的东西一样被放弃。 柔性制造在六十年代和七十年代剩下的时间一直停留在理论和概念阶段。然而，随着七十年代后期和八十年代早期，复杂的计算机控制技术的出现，柔性制造变成一项可行的概念。美国的柔性制造最早的使用者 主要是汽车， 卡车和拖 拉机制造业。 在制造业中总是存在生产率和柔性之间的矛盾。一方面是流水线能够实现高的生产率 ,但是柔性低。另一方面是独立的 但是生产率低。柔性制造则在二者之间。 制造业一直以来就有一个需求，就是一个系统有较高的生产率，独立性， 同时有柔性。 流水线以高的生产率能够产生大量的零件。流水线需要很多的设备 ,但是失去其中的一部分能引起整个的流水线的停工，而且需要重新配置。这是它最为关键的缺点，因为这意味着流水线在没有代价高昂的，长时间的关闭和重新装配的 情况下，不能生产不同的，即便是同一系列的零件。 传统的 这是一种很理想的设备，因为它们能被通过重新编程很快的适应较小的，甚至主要的设计变化 , 9 然而作为独立的设备，它们不能以较高的生产率大批量的生产零件。 们的柔性还不能够与独立的是已经接近。柔性制造关于中间基本能力的显著特点是，大多数的情况需要有足够的柔性被迅速的改造用来生产别的零件或产品的前提下，能以中间的生产率生产中间数量的产品 。柔性制造填补了制造业中的空白。 柔性制造是由它的基本能力 为制造者提供许多的利益 : * 可以制造相似的零件 * 随意更换零件 * 同时生产不同的零件 * 减少装备时间和交货期 * 有效率的机器用法 * 减少了直接的和间接的劳动费用 * 处理不同材料的能力 * 如果一部机器崩溃继续生产的能力 3 柔性制造系统的组成 四个主要的组成部分 : *机器工具 *控制系统 *原料搬运系统 *人类的操作 (1)机器工具 柔性制造系统同任何其他的制造系统一样， 使用相同类型的机器 ,是被自动控制或用手操作。这些包括车床，磨床，钻床，插床 ,等等。这些典型的机器实际上被 系统需要哪个时就调用那个机器。 一些 够定义明确的需要。在这样情况下机器工具在系统中将会只是调用那些必需的为了计划的操作。这样的系统成为被人们所关注的系统。 在一个工作环境设定中 ,或实际的应用中，应用之前不知道的任何设定或一定必然地包含宽范围的可能性 ,至少能够控制或操作机器完成标准的制造。 这样的系统成为知名的普通用途的系统。 (2)控制系统 控制系统是 *零配件程序表的仓储和分布 *工作流程的控制和监测 *生产管理 *系统 /工具控制 /监测 10 计算机不断的对 这是从控制中心到 为它必须同时地进行许多不同的操作。不管是已经在这一个面积中的，还是正在进行研究的 ,没有普通答案设计功能和 调试程序功能包括在 在的容积 ,同时考虑机器工具的当前状态，工进步骤 ,所 用工具 ,等等。行程安排能够自动地做或可能被一个操作员控制操作。 大多数的 统所执行的初次预定计划可以被操作员用手改变。发送信息功能包括实行预定计划并且协调工作环境中的活动 ,也就是说 , 决定何时和该向哪里传送一个托板 , 何时开始在加工中心上处理一个程序 , 等等。 监控功能随着监控工作的进行而进步 ,与机器状态 、 警报信息等有关系 ,倘 若输给调试中心和传输系统不同的信息将会使系统发生混乱。在系统里， 一个传送控制组能够处理零配件和调色板的运输。用 成倍传输的效果 ,控制逻辑的工作路线是 个终点的负载 / 卸载组件在负载面积上分开连接到系统而且使他或她能够更新控制系统的状态。一个仓储控制组件能够维持一个零配件所储存的帐户，在当时 /之后 R 能够精确确定他们的位置。工具管理组件能够维持所有的相关工具数据的帐户并维持 工具的数目正常地超过系统的零配件的数目之后，工具管理可能包罗万象。此外，组件能够控制一定数量和流量的工具。 车间设备对 机器的遥控能够记录所需要的 全部 实际上大多数的厂商所使用的机器已经发展成为专有的设备，沟通记录是复杂的 ,包括众多设备 外， 众多设备的整合实际上是很困难的；举例来说托板负载 / 卸载力学的差别很是复杂，因为所使用的机器来自不同的厂商。因此，实现 (3)人类的操作 虽然柔性制造这一观念能够减少人类劳动在制造业中的比重，但是 它不能完全地脱离人类的劳动。进一步说 ,人类在柔性制造中扮演着极其重要的起决定性作用的角色。 这些包括规划设计 ,操作 ,追踪监测 ,控制以及维护系统。 1 滤油器支架模具设计 摘要 本说明书主要是阐述了有关滤油器支架模具设计的基本过程和其主要计算。全文共由四章组成，他们的内容如下所述。 第一章是设计滤油器支架模具的工艺方案的确定，主要根据所给制件特点加以分析，设计出合理的模具，这里共设计出三套模具。第二章是落料拉深复合模的设计，其中包括一些典型结构的选择和一些非标准零件的设计。第三章是冲孔切边复合模的设计，包括各种模具零件的选择和一些零件尺寸的计算。第四章是弯曲翻边复合模的设计，此章除了沿用了相关类似模具结构外，还进行了简单的计算和零件设计。 鉴于本人的水 平所限，在设计中肯定有不足之处存在，也可能有错误出现，恳请评阅老师和各位读者包涵并且批评指正。 关键词 ： 模具 复合模 零件 is of s in as is of s s It of s s is of It of of of is of It of is of In to of it of 2 In of my in I my me 录 第一章 工艺方案的确定 4第二章 落料拉深复合模的设计 7 第三章 冲孔修边复合模的设计 19 第四章 弯曲翻边复合模的设 计 30 毕业设计总结 39 参考文献 40 1 滤油器支架模具设计 摘要 本说明书主要是阐述了有关滤油器支架模具设计的基本过程和其主要计算。全文共由四章组成，他们的内容如下所述。 第一章是设计滤油器支架模具的工艺方案的确定，主要根据所给制件特点加以分析，设计出合理的模具，这里共设计出三套模具。第二章是落料拉深复合模的设计，其中包括一些典型结构的选择和一些非标准零件的设计。第三章是冲孔切边复合模的设计，包括各种模具零件的选择和一些零件尺寸的计算。第四章是弯曲翻边复合模的设计，此章除了沿用了相关类似模具结构外，还进行了简单的计算和零件设计。 鉴于本人的水 平所限，在设计中肯定有不足之处存在，也可能有错误出现，恳请评阅老师和各位读者包涵并且批评指正。 关键词 ： 模具 复合模 零件 2 is of s in as is of s s It of s s is of It of of of is of It of is of In to of it of In of my in I my me 3 目录 第一 章 工艺方案的确定 4第二章 落料拉深复合模的 设计 7 第三章 冲孔 修边复合模的设计 19 第四章 弯曲翻边复合模的设计 30 毕业设计总结 39 参考文献 40 4 第一章 工艺方案的确定 一 制件工艺分析 滤油器支架结构较为简单、材料为 08度为 1型工艺包括落料拉深、冲孔修边、弯曲翻边三部分。 制件上的拉深为浅拉深（最大处也只有 一次拉深成型，同时 制件结构对称，经计算满足冲压工艺要求。制件在进行冲孔、落料、修边时需要有必要的计算，之后才能确定凸凹模尺寸，这是设计时所必须的，这里体现了最原始的数据资料。在设计弯曲翻边部分时，要考虑到制件的弯曲回弹现象。 1毛坯尺寸的确定 本人设计的是滤油器支架的模具，设计所依据的是制件图所给数据，具体情况见下图所示 图 1据板金冲压工艺手册 于任何形状旋转体拉深件，其毛坯半径可用下式求得 R= )( （公式 1 式中 l 横的、竖的与斜的直线长度和弧线长度； 5 x 直线重心和弧线弧心到旋转轴的垂直距离； r 圆弧半径； h 圆弧在对称轴上的投影长度。 式中 圆弧的更正值。对突出弧（弧心在线内）前用正号；对凹弧（弧心在线外）前面用负号。 当所有圆弧都是四分之一圆时， ，上式变为 R= )( 2 （公式 1 图 1据公式 1 和图 2 可以计算出毛坯的具体尺寸。因为是旋转体计算出一半即可。 计算过程如下 R= )( = =此整个毛坯的尺寸为： D=. 工序的组合和方案的确定 通过对制件图的观察，本制件要依次经过落料、拉深、冲孔、修边、弯曲 和翻边几道工序，第一道工序是落料和拉深，第二道工序是冲孔和修边，第三道工序 6 是弯曲和翻边。这样就需要设计出三套模具与之相对应。由于本制件的生产无其他更符 合工艺性和经济性的方案可选择，可以确定本件的生产由如下三套模具完 成： 第一套模具为落料拉深复合模，完成制件形状的初步确定。 第二套 模具为冲孔修边复合模，完成冲孔和修边。 第三套模具为弯曲翻边复合模，完成制件最终形状的确定。 二 要正确选用模具的结构形式，必须根据制件的形状，尺寸，精度要求，材料性能，生产批量，冲压设备，模具加工条件等多方面的因素进行考虑。在满足冲压件质量要求的前提下，最大限度的降低冲压件的生产成本。确定模具的结构形式，必须解决好以下的问题。 是简单模复合模，还是级进模。 手工操作 自动化操作 半自动化操作。 根据原材料的形式 ，确定进了方法、取出和整理零件的方法、原材料的定位方法。 4、压料和卸料方式的确定 压料或不压料 弹性或刚性卸料等。 5、模具精度的确定 根据冲压件的精度确定合理的模具加工精度，选择合理的导向方式和固定方式。 基于上述问题，又因为制件为大批量生产并且采用 08为制件材料，以及精度等要求的限制，对于冲裁模具，在这里采用复合模结构，其中的一些结构是非常典型的，在我所参阅的书籍中也是很常见的。制件采用刚性推件装置推出，卸料板采用弹性橡胶卸料板，模架采用对角导柱模架。 对弯曲模具来说，因制件只是简单的弯 曲，所以这里可以采用一次弯曲的方法，并且能满足其弯曲要求。 对于拉深模具，因为 只是简单的浅拉深，所以能够一次拉深成型。其结构沿用上述典型结构。 7 第二章 落料拉深复合模的设计 一 落料部分 1冲裁力计算 计算冲裁力的目的是合理选择压力机和设计模具，压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁的要求。 冲裁力的大小主要与材料力学性能、厚度和冲裁件的轮廓长度有关。 用平刃口模具冲裁时，冲裁里 （公式 2 式中 刃口一般取 由于要为拉深工序留有修边余量，所以这里取毛坯直径为 D=110此制件为08据冲压工艺 与模具设计简明手册 材料厚度为 1毫米 周边长度 L=345.4 以 F=158504N 同时，还存在卸料力和推件力，要准确计算这些力是很困难的，实际生产中常用下列经验公式来计算 （公式 2 式中， 卸料力，推料力系数。见冲压工艺与模具设计 2 4 71 5 8 5 0 40 3 8 2 51 5 8 5 0 所以总的冲裁力为 7 0 9 7 6 2凸凹模尺寸计算 本设计采用凸模与凹模配合加工。对于冲裁形状复杂或薄板制件的模具，其凸、凹模往往采用复合加工的方法。 此方法是先加工好凸模或凹模为基准，然后根据此基准配置凹模或凸模，使他们保持一定的间隙。因此，只需在基准件上标注尺寸和公差，另一件只标注尺寸并注明“ 证双面间隙”。这样，可放大基准件的制造公差。其公差不再受凸、凹模间隙的影响，制造容易，并容易保证凸、凹模的间隙。 由于复杂形状工件各部分尺寸性质不同，凸模和凹模磨损后，尺寸变化的趋势不同，所以基准件的刃口尺寸计算方法也不同。 落料：应以凹模为基准，然后配置凸模。 凹模磨损后，尺寸变大的尺寸类：先把工件图尺寸化为 0A ，再按落料公式进行计算 0)(（公式 2 尺寸变小类，先把工件尺寸化为 0B，然后按公式计算 0)(d （公式 2 凹模磨损后尺寸不变类尺寸，按下述三种情况进行计算 制件尺寸为 0 2)C 制件尺寸为 0C 时 2)dd （公式 2 制件尺寸为 C 时 2C 根据冲压工艺学 0 120 模 =x=以 由公式 2 凹模 0 0 8 7 凸模刃口尺寸按上述凹模的相应部分尺寸配制，冲压工艺学 二 拉深部分 9 毛坯尺寸在上章中已 确定 2拉深系数的确定 5/92/ （ 1）凸凹模圆角半径 （ 2）凸凹模间隙 c 决定凸凹模间隙时，不仅要考虑材质和板厚，还要考虑工件的尺寸精度和表面质量要求。， c=t 对黑色金属 （冲压工艺学 凸凹模尺寸及制造公差 应按零件要求确定 根据冲压工艺学 4模制造公差 d=模制造公差 p=模尺寸： （ 0p凹模尺寸： d拉深力按 F= （公式 2 F= t=1 d=92 b=330钣金冲压工具手册 2） 冲压工艺学 4 拉深功 A=1000 （公式 2 h= =据冲压工艺学 10 三 模具压力中心的确定 冲裁时的合力作用点或多工序模各工序冲压力的合力作用点，称为模具压力中心。设计时，模具压力中心应与压力机滑块中心一致，如果不一致，冲裁时会发生偏裁，导致模具以及压力机滑块与导轨的急剧磨损，降低模具和压力机的使用寿命。所以在落料模、多工序连续模等模具设计时，必须确定模具压力中心。 由于本模具呈现出对称性，所以无须计算即可得出压力中心在模具的几何中心。 四 压力机的选择 ),( 71深所需压力机的公称压力应满足： = 深所需压力机功率为 N=1 （公式 2 = 1 1 = 2 2 = n=60） 根据钣金冲压工具手册 1 选 式可倾台压力机 各项技术性能如下（ 公称压力： 100吨（ 1000 发生公称压力时滑块离下死点距离： 10 滑块行程： 140 行程次数： 60次 /分 最大封闭高度： 400 闭合高度调节量： 110 工作台尺寸：左右 900 前后 600 11 工作台孔尺寸： 左右 420 前后 230 直径 300 立柱间距离： 420 模柄孔尺寸： 60 75 五 标准零件的选择和非标准零件的设计 1标准零件的选择 （ 1） 模架的选择（ 根据模具标准应用手册 3择对角导柱模架（ 上模座 40190190 下模座 45190190 闭合高度 180 220 （ 2）导柱导套 根据模具标准应用手册 3模座的闭合高度与压力机的最大闭合高度、闭合高度调节量，选择 导柱 长度 L=150径 d=32据模具标准应用手册 3模座的闭合高度与压力机的最大闭合高度、闭合高度调节量，选择 导套 长度 L=100径 d=32 3） 模柄的选择 模柄的作用是把上模固定在压力机的滑块上， 同时使模具中心通过滑块的压力中心。模柄的尺寸应小于压力机上模柄孔的尺寸，选择模柄时，先根据模具的大小，上模结构，模架类型及精度等确定模柄的结构类型，再根据压力机滑块上模柄孔的尺寸规格。一般模柄直径应与模柄孔直径相等，模柄长度应比模柄孔深度小 5 10 根据模具标准应用手册 2座尺寸及模具结构的特点，选择压入式模柄（ 直径 d=60度 H=110m （ 4） 推杆的选择 根据模具标准应用手册 2模柄的尺寸，选择带肩推杆 12 （ 直径 d=12度 L=130 5）顶杆的选择 根据模具标准应用手册 2择顶杆（ 直径 d=16度 L=1106) 螺钉和销的选 择 螺钉和销是定位零件，定位零件的作用是使坯料或工序件在模具上相对凸凹模 有正确的位置。在模具结构的设计中，一般使 用内六角螺钉和圆柱销。 在模具结构的设计中，螺钉和销的选择应注意以下几点： 同一组合中，螺钉的数量一般不少于 3 个，并尽量沿被联结件的外缘均匀布置。 销钉的数量一般都用两个，且尽量远距离错开布置，以保证定位可靠。 螺钉和销钉的的规格应根据冲压工艺力大小和凹模厚度等条件确定。螺钉的旋 入深度和销钉的配合深度都不能太深，也不能太浅。 螺钉之间，螺钉和销钉之间的距离，螺钉和销钉距凹模刃口及外缘的距离，均 不应过小。 各联结件的销孔应配合加工，以保证位置精度。销钉和销孔之间采用 H7/H7/ 根 据机械设计手册（第二卷） 5择圆柱销（ 直径 d=12 d=12度 L=70 L=60据机械设计手册（第二卷） 5择内六角螺钉（ 直径 d=12 d=12总长 L=75 L=75螺纹长度 l=30 l=457) 卸料螺钉的选择 根据模具标准应用手册 2择卸料螺钉（ 直径 d=8 长度 L=70 l=10 8） 挡料销的选择 根据模具标准应用手册 2择挡料销（ 直径 D=6d=4 高度 h=3非标准零件的设计 （ 1）橡胶弹性体 的应用 13 本套模具应用典型弹性卸料装置，橡胶弹性体是必不可少的组成部分，其具体结构如图 2 为使卸料正常工作，应使橡胶的预压力 x,即 式 2 橡胶板的工作压力计算公式（根据冲压模具设计与制造 ： F= （公式 2 聚氨酯橡胶板的最大压缩量一般不超过其厚度的 35，而模具安装时橡胶板应预先压缩 10 15。橡胶板厚度 胶板的许可压缩量 本套模具的推件力为 预压力 取橡胶板的预压量 总压缩量为 胶高度为 14压缩量为 据表 3单位压力 p=橡胶板的横截 面积 A=7205选用橡胶板的横截面积 222 5 9 6)5580( 所以，选用橡胶板的性能满足要求 （ 2） 凹模的设计 落料拉深复合模的凹模如图 2用材料为 模材料应具有良好的耐磨性和抗黏附性，热处理后一般凹模应达到 60 64时还需要采用表面化学热处理来提高其抗黏附能力。凹模表面粗糙度取 m工作表面要抛光、研磨 。 （ 3） 凸模垫板的设计 垫板的作用主要是承受凸模压力或凹模压力，防止过大的冲压力在上下模板上压出凹坑，影响模具的正常工作，垫板的外形尺寸与凸凹模板相同。 材料为 45#，热处理后应达到 45 50面粗糙度取 m工作表面必要时可以进行抛光或 研磨 。垫板要保证工作表面的平行度，在这里可以适当取值。 其具体情况如图 2示。 14 图 2 215 图 2 2 16 图 2 4）卸料板的设计 如图 2示 为卸料板的设计图样，材料为 种材料质软适合作为卸料的材料 。 （ 5）凸模的设计 本套模具的凸模 如图 2料为 模应该限定淬火长度，或将尾部回火，以便头部一端保持较低硬度 ，热处理后凸模应达到 58 62由于制件本身就是小型制件，所以本人把它设计成一个整体形式，这样便于加工制造。模具主要工作表面的粗糙度取 0.4 m ，因此 工作 表面要进行研磨、抛光。 （ 6）凹模垫板的设计 垫板的作用主要是承受凸模压力或凹模压力，防止过大的冲压力在上下模板上压出凹坑，影响模具的正常工作，垫板的外形尺寸与凸凹模板相同。 材料为 45#，热处理后应达到 45 50面粗糙度取 m工作表面必要时可以进行抛光或 研磨 。垫板要保证工作表面的平行度，在这里可以适当取值。其具 17 体情况如图 2示 。 图 2 2 7） 图 2图 2别是两种 不同尺寸的 打料块的设计 18 出件装置的作用是从凹模内卸下冲件或废料。装在上模内的出件装置称为推件装置，装在下模内的称为顶件装置。本设计采用的是刚性推件装置，它是在冲压结束后上模回程时，利用压力机滑块上的打料杆撞击模柄内的打杆，再将推力传至打料块而将凹模内的冲件或废料推出的。 刚性推件装置推件力大，工作可靠，应用十分广泛。打料块是刚性推件装置的 基本零件。 图 219 第三章 冲孔修边复合模的设计 一 冲孔部分 冲孔模先确定凸模刃口尺寸，其标称尺寸应取 接近或等于制件的最大极限尺寸，以保证凸模磨损到一定尺寸范围内，也能冲出合格的孔。凹模刃口的标称尺寸应比凸模大一个最小合理间隙。 选择模具刃口制造公差时，要考虑工件精度与模具精度的关系，既要保证工件的精度要求，又要保证有合理的间隙值。一般冲模精度较工件精度高 2工件没有标注公差，则对于非圆形件按国家标准非配合尺寸的 精度来处理，圆形件一般可按 精度来处理，工件尺寸公差应按“入体”原则标注为单向公差，所谓“入体”原则是指标注工件尺寸公差时应向材料实体方向单向标注，即：落料件正公差为零，只 标注负公差；冲孔件负公差为零，只标注正公差。 1 凸、凹模刃口尺寸的计算 凸、凹模采用配作加工，这种加工方法的特点是间隙由配作保证，工艺比较简单，不必校核m a x 条件，并且还可以放大基准件的制造公差（一般可取冲件公差的 1/4），使制造容易，因此是目前一般工厂常常采用的方法，特别适用于冲裁薄板件（因其 复杂形状的冲模加工。 采用凸、凹模配作加工时，只需计算基准件的刃 口尺寸及公差，并详细标注在设计图样上。而另一非基准件不需计算，且设计图样上只标注基本尺寸（与基准件基本尺寸对应一致），不注公差，但要在技术要求中注明：“凹（凸）模刃口尺寸按凹（凸）模实际刃口尺寸配作，保证双面间隙值为 具体情况和计算方法如下： （ 1） 落料 落料时以凹模为基准，配作凸模。 第一类是凹模磨损后增大尺寸 4/0m a x )( 04/m ( d（公式 3 第三类是凹模磨损后尺寸不变 8/)5.0(m CC dA、dB、A 、 B 、 C 为落料件的基本尺寸； 落料件的极限尺寸； 为落料件的公差； x 为磨损系数。 （ 2） 冲孔 冲孔时以凸模为基准，配作凹模。 第一类是凸模磨损后增大尺寸 )(m p 4/0第二类是凸模磨损后变小尺寸 04/m ( p（公式 3 第三类是凸模磨损后尺寸不变 8/)5.0(m cc p 20 其中 pa、pb、a 、 b 、 c 为冲孔件的基本尺寸； 冲孔件的基本尺寸； 为冲孔件的公差； x 为磨损系数。 在这里只需要以凸模为基准来计算，具体计算过程如下： 查冲压模具设计与制造 5.0x ，椐图 3算 图 3 pa ) pb 6 2 pc 冲压模具设计与制造 3 ,in ，故冲孔凹模刃口尺寸按凸模实际刃口尺寸配作，保证双面间隙值 二 修边部分 修边过程实际上就是板料的在进行落料的过程。其具体计算可以按照公式 3时只需要计算凹模刃口部分，其 计算过程如下： 查冲压模具设计与制造 3x=据图 3 21 图 3)( d 4/92( 冲压模具设计与制造 3 ,in ，故落料凸模刃口尺寸按凹模实际刃口尺寸配作，保证双面间隙值 三 冲裁力计算和压力机的选择 1 冲裁力的计算 （ 1） 修边部分 根据公式 2 F = 查冲压工艺学 2 根据公式 2 1 1 22 所以 0 4 7 1 51111 （ 2）冲孔部分 根据公式 2 351) F = 查冲压工艺学 2 根据公式 2 2 5 3 8 8 80 6 2 所以 1 3 8 1 9 3 72222 综上 总的冲裁力 6 5 26 1 8 4 1 6 5 221 2压力中心的确定 由于本模具呈现出对称性，所以无须计算即可得出压力中心在模具的几何中心。 3压力机的选择 由于 所以还可以应用还可以选用 开式可倾台压力机。 四 标准零件的选择和非标准零件的设计 1 标准零件的选择 （ 1）模架的选择 根据模具标准应用手册 3择对角导柱模架（ 上模座 50190190 下模座 55190190 闭合高度 180 220 （ 2）导柱和导套的选择 根据模具标准应用手册 3模座的闭合高度与压力机的最大闭合高度、闭合高度调节量，选择 导柱 长度 L=180径 d=32据模具标准应用手册 3模座的闭合高度与压力机的最大闭 23 合高度、闭合高度调节量，选择 导套 长度 L=110m 直径 d=32 3） 卸料螺钉的选择 根据模具标准应用手册 2择卸料螺钉（ 直径 d=8 长度 L=70 l=10 4） 螺 钉和销的选择 根据机械设计手册（第二卷） 5择圆柱销（ 直径 d=12 d=12 d=6度 L=70 L=70 L=16据机械设计手册（第二卷） 5择内六角螺钉（ 直径 d=12 d=12总长 L=75 L=60螺纹长度 l=45 l=35 5）推杆的选择 根据模具标准应用手册 2模柄的尺寸，选择带肩推杆（ 直径 d=16 长度 L=110 6）模柄的选择 模柄的作用是把上模固定在压力机的滑块上，同时使模具中心通过 滑块的压力中心。模柄的尺寸应小于压力机上模柄孔的尺寸，选择模柄时，先根据模具的大小，上模结构，模架类型及精度等确定模柄的结构类型，再根据压力机滑块上模柄孔的尺寸规格。一般模柄直径应与模柄孔直径相等，模柄长度应比模柄孔深度小 5 10 根据模具标准应用手册 2座尺寸及模具结构选择旋入式模柄（ 直径 d=50 高度 H=90m 2 非标准零件的设计 （ 1）带螺纹推杆的设计 如图 3 料为 45#，热处理硬度为 43 48 螺纹基本尺寸按 纹公差按 级。 （ 2）推板的设计 推板的设计图样如图 3板材料为 45#，热处理硬度为 43 24 图 3 3 3） 凸模垫板的设计 垫板的作用主要是承受凸模压力或凹模压力，防止过大的冲压力在上下模板上压出凹坑，影响模具的正常工作，垫板的外形尺寸与凸凹模板相同。 材料为 45#，热处理后应达到 45 50面粗糙度取 m工作表面必要时可以进行抛光或 研磨 。垫板要保证工作表面的平行度，在这里可以适当取值。其具体情况如图 3示 25 图 3 3 4）橡胶弹性体的设计 橡胶弹性体的具体设计图样如图 3示 。 本套模 具应用典型弹性卸料装置，橡胶弹性体是必不可少的组成部分。 为使卸料正常工作，应使橡胶的预压力 x,即 式 3 橡胶板的工作压力计算公式（根据冲压模具设计与制造 ： F= （公式 3 26 聚氨酯橡胶板的最大压缩量一般不超 过其厚度的 35，而模具安装时橡胶板应预先压缩 10 15。橡胶板厚度 胶板的许可压缩量 本套模具的推件力为 预压力 取橡胶板的预压量 总压缩 量为 胶高度为 18压缩量为 据表 3单位压力 p=橡胶板的横截面积 A=选用橡胶板的横截面积 222 5 9 6)5580( 所以，选用橡胶板的性能满足要求 。 （ 5）冲孔修边凸模的设计 凸模的设计图样如图 3示，所用材料为 凸模应该限定淬火长度，或将尾部回火，以便头部一端保持较低硬度 ，热处理后凸模应达到 58 62由于制件本身就是小型制件，所以本人把它设计成一个整体形式，这样便于加工制造。模具主要工作表面的粗糙度取 0.4 m ，因此 工作表面要进行研磨、抛光。 凸模工作表面的加工方法有很多，这与其形状有关。圆形凸模的制造比较简单，在车床上加工毛坯，经热处理后，用外圆磨床精磨，最后将工作部分抛光及刃磨即成。这些都是在热处理之前进行的，凸模的加工精度必然会受到热处理变形的影响。但若选用热处理变形较小的材料，并改进热处理工艺，热处理后凸模尺寸的微小变化可由钳工修整，因 此这种工艺仍有较为普遍的应用。凸模工作表面的先进加工方法是电火花线切割加工和成形磨削，它们是在凸模热处理后才进行精加工的，尺寸精度容易保证。 27 图 3 6）冲孔修边凹模的设计 冲孔修边凹模的设计图样如图 3示， 所用材料为 模材料应具有良好的耐磨性和抗黏附性，热处理后一般凹模应达到 60 64时还需要采用表面化学热处理来提高其抗黏附能力。凹模表面粗糙度取 m工作表面要抛光、研磨 。 毛坯经锻造和退火后，在车床上粗、精加工底 面、顶面及钻、镗工作洞孔，车完后由钳工划线并在钻床上钻出所有固定用的孔，攻螺纹、铰定位孔，然后进行淬火、回火。热处理后，磨削底面、顶面和形孔即成。磨削型孔时，可在万能磨床或内圆磨床上进行，磨孔的精度可达 6级，表面粗糙度为 。当孔径小于 5半是在淬火前进行钻孔和铰孔精加工，热处理后用砂布抛光型孔。 （ 7）卸料板的设计 卸料板的设计图样如图 3示，材料 种材料质地较软对制件的尺寸和精度影响小。 28 （ 8）凹模垫板的设计 凹 模垫板的设计图样如图 3示。 垫板的作用主要是承受凸模压力或凹模压力，防止过大的冲压力在上下模板上压出凹坑，影响模具的正常工作，垫板的外形尺寸与凸凹模板相同。 零件材料为 45#，热处理后应达到 45 50面粗糙度取 m工作表面必要时可以进行抛光或 研磨 。垫板要保证工作表面的平行度，在这里可以适当取值。 图 329 图 3 330 第四章 弯曲翻边复合模 一 弯曲部分 1 弯曲模工作零件的设计 弯曲 模工作零件的设计主要是确定凸、凹模工作部分的圆角半径、凹模深度、凸、凹模间隙、横向尺寸及公差等，凸、凹模安装部分的结构设计与冲裁凸、凹模基本相同。 （ 1） 凸模圆角半径8 、且不小于 ，凸模的圆角半径取等于弯曲件的圆角半径，即 。若 ，则应取，将弯曲件先弯成较大的圆角半径，然后采用整形工序进行整形，使其满足弯曲件圆角半径的要求。 当弯曲件的相对弯曲半径 10/ ，由于弯曲件圆角半径的回弹较大，凸模的圆角半径应根据回弹值作相应的修订。 （ 2）凹模圆角半径具寿命、弯曲件质量等均有影响。时，坯料拉入凹模的滑动 阻力增大，易使弯曲件表面擦伤或出现压痕，并增大弯曲变形力和影响模具寿命；会影响坯料定位的准确性。生产中，凹模圆角半径 时， 63( 2 时， 32( 时， 另外，凹模两边的圆角半径应一致，否则在弯曲时坯料会发生偏移。 )( 。 （ 3）凹模深度0坯料两端未受压部分太多，弯曲件回弹大且不太直，影响其质量；凹模深度若过大，则浪费模具钢材，且需压力机有较大的工作行程。 （ 4）凹、凸模间隙 弯曲 、凹模间隙是由调整压力机的闭合高度来控制的，模具设计时可以不考虑。 本套模 具均按上述要求制作。 31 2 弯曲模工作零件的制造 由于弯曲件回弹的影响，加工出来的凸模与凹模的形状不可能与零件最后形状完全相同，因此，必须要有一定的修正值，该值应根据操作者的实践经验和反复试验而定，并应根据修正值来加工样板及样件。 弯曲凸、凹模的淬火工序一般在试模后进行。弯曲成形时，由于材料的弹性与塑性变形，弯曲件要产生回弹。因此，在制造弯曲模时，必须要考虑材料的回弹值，以便使所弯曲的零件能符合图样所规定的要求。但由于影响回弹的因素很多，模具设计时要准确控制回弹是不可能的，这就要求在制造模具时， 要反复试模和修正，直到弯出合格的零件为止。 弯曲模的工作部分的表面质量要求较高，表面粗糙度值一般应在 此在加工或试模时，应将其在加工时留下的刀痕去除，并在淬火后仔细地精修或抛光。 弯曲凸、凹模的圆角半径及间隙的均匀性对弯曲件质量影响较大，因此，加工时除要保证圆角半径对称、间隙均匀外，还应便于试模后修正，并在修正角度时不要影响弯曲件的直线尺寸。 当凸、凹模采用配作法加工时，其加工次序应按弯曲件尺寸标注情况来选择。对于尺寸标注在内形上的弯曲件 ，一般先加工凸模，凹模按加工好的凸模配制，并保证合适的间隙值；对于尺寸标注在外形上的弯曲件，先加工凹模，凸模按加工好的凹模配制，并保证合适的间隙值。 弯曲模工作零件加工的关键是如何保证工作型面的尺寸与形状精度及表面粗糙度，其加工工艺过程通常为： 锻制坯料 退火 粗加工坯料外形 精加工基准面 划线 工作型面粗加工 螺、销孔或穿丝孔加工 工作型面精加工 淬火与回火 工作型面光整加工。 工作型面的精加工根据生产条件不同，所采用的加工方法也有所不同。如果模具加工设备比较齐全，可采用电火花、线切割、成形模削等方法，否则，采用普通金属切削机床加工和钳工锉修相配合的加工方案较为合适。 3弯曲力的计算 弯曲力是设 计弯曲模和选择压力机的重要依据之一，特别是弯曲坯料较厚、弯曲线较长、相对弯曲半径较小、材料强度较大的弯曲件时，必须对弯曲力进行计算。 弯曲力不仅与弯曲变形过程有关，还与坯料尺寸、材料性能、零件形状、弯曲方式、模具结构等多种因素有关，因此用理论公式来计算弯曲力不但计算复杂，而且精确度不高。实际生产中常用经验公式来进行概略计算。 本制件可以认为是 计算过程如下： 32 / （公 式 4 式中 F 自由弯曲在冲压行程结束时的弯曲力， N； B 弯曲件的宽度， K 安全系数，一般取 ； t 弯曲件材料厚度， r 弯 曲件内弯曲半径， b 材料的抗拉强度， 查阅资料可知 0830260 。 由公式 4 / ) 于是总的弯曲力 二 翻边部分 按变形性质不同，翻边可分为伸长类翻边和压缩类翻边。伸长类翻边是在坯料外缘沿不封闭的内凹曲线进行翻边，压缩类翻边是在坯料外缘沿不封闭的外凸曲线进行翻边。 1 变形程度 伸长类翻边的变形情况近似于圆孔翻边，变形区主要为切向受拉，变形过程中孔口边缘容易拉裂；压缩类翻边的变形情况近似于浅拉深，变形区主要为切向受压，变形过程中材料容易起皱。翻边过程中是否会产生起皱或拉裂，主要取决于变形程度的大小。翻边的变形程度可表示如 下： 对于伸长类翻边，其变形程度为 )/( （公式 4 对于压缩类翻边，其变形程度为 )/( （公式 4
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